ABOUT THE SPEAKER
Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologist
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions.

Why you should listen

Floyd E. Romesberg is the director of a talented team of researchers at The Scripps Research Institute who are working to understand how evolution tailors protein function, to develop novel antibiotics and aptamers and to expand on the potential of evolution through the expansion of the genetic alphabet. A chemist by training, Romesberg works beyond the traditional divides between scientific disciplines.

Since the last common ancestor of all life on earth, biological information has been stored in a four-letter alphabet consisting of G, A, T and C. In 1998, Romesberg wondered: Is DNA limited to four letters? The answer is a resounding "No!" Romesberg and his research group have designed, tested and optimized hundreds of unnatural DNA letters, and they have achieved impressive milestones including replication and amplification of six-letter DNA in a test tube; the use of six-letter DNA to produce novel materials; and most recently the creation of semi-synthetic life that stores and retrieves the increased information. The advances led to Romesberg founding Synthorx, Inc., a biotechnology company that uses the expanded genetic alphabet to develop novel protein therapeutics.

More profile about the speaker
Floyd E. Romesberg | Speaker | TED.com
TED2018

Floyd E. Romesberg: The radical possibilities of man-made DNA

플로이드 롬스버그(Floyd E. Romesberg): 인공 DNA의 놀라운 가능성

Filmed:
1,631,507 views

살아있는 모든 세포들은 DNA의 기본 단위인 A,T,C 그리고 G의 네 가지 유전자 글자의 결과물이었습니다. 그러나 이제는 그 사실도 바뀌었습니다. 합성생물학자인 플로이드 롬스버그는 이 놀라운 강연에서 기존의 네 글자에 인간이 만든 X와 Y를 더하여 여섯 글자로 이루어진 DNA와 그것으로 만든 최초의 생명체를 소개합니다. 그리고 이 획기적인 발전이 자연계의 설계에 대한 우리의 생각을 어떻게 바꿀지 이야기합니다.
- Chemist, synthetic biologist
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions. Full bio

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00:12
All life,
0
760
1336
모든 생명체
00:14
every...마다 living생활 thing ever,
1
2120
1736
살아있는 모든 것들은
00:15
has been built세워짐 according~에 따라
to the information정보 in DNADNA.
2
3880
2936
DNA 안의 정보에 따라 만들어집니다.
00:18
What does that mean?
3
6840
1376
그게 무슨 의미일까요?
00:20
Well, it means방법 that just
as the English영어 language언어
4
8240
2496
말하자면 영어 단어와 같습니다.
00:22
is made만든 up of alphabetic알파벳 letters편지
that, when combined결합 된 into words말,
5
10760
3216
알파벳 철자들이 모여서
단어를 이루는 것과 같죠.
00:26
allow허용하다 me to tell you the story이야기
I'm going to tell you today오늘,
6
14000
2816
그런 단어들 덕분에 저도 오늘
이렇게 말할 수 있는 것입니다.
00:28
DNADNA is made만든 up of genetic유전적인 letters편지
that, when combined결합 된 into genes유전자,
7
16840
4096
DNA는 유전정보를 가진
문자로 구성되고
그것들이 유전자를 구성함으로써
세포가 단백질을 만들 수 있게 됩니다.
00:32
allow허용하다 cells세포들 to produce생기게 하다 proteins단백질,
8
20960
1736
00:34
strings현 of amino아미노 acids산
that fold겹 up into complex복잡한 structures구조
9
22720
3056
단백질은 실과 같은 아미노산이
복잡하게 얽혀 있는 구조로서
00:37
that perform행하다 the functions기능들
that allow허용하다 a cell세포 to do what it does,
10
25800
3016
단백질을 통해서 세포가
자기 기능을 할 수 있습니다.
00:40
to tell its stories이야기.
11
28840
1736
이에 대한 이야기를
들려드릴까 합니다.
00:42
The English영어 alphabet알파벳 has 26 letters편지,
and the genetic유전적인 alphabet알파벳 has four사.
12
30600
3936
영어 알파벳은 26개 글자이지만,
유전자 알파벳은 4개입니다.
00:46
They're pretty예쁜 famous유명한.
Maybe you've heard들었던 of them.
13
34560
2376
이미 잘 알려져 있죠.
다들 들어보셨을 겁니다.
주로 G, C, A, 그리고 T로 표현되죠.
00:48
They are often자주 just
referred언급 된 to as G, C, A and T.
14
36960
2320
00:52
But it's remarkable주목할 만한
that all the diversity상이 of life
15
40520
3416
그런데 정말 놀라운 점은
모든 생명체의 다양성이
이 네 글자의 산물이라는 것입니다.
00:55
is the result결과 of four사 genetic유전적인 letters편지.
16
43960
2080
00:59
Imagine상상해 보라. what it would be like
if the English영어 alphabet알파벳 had four사 letters편지.
17
47240
4016
만약 영어 알파벳 글자가 네 개라면
무엇을 할 수 있을지 상상해보세요.
01:03
What sort종류 of stories이야기
would you be able할 수 있는 to tell?
18
51280
2280
어떤 이야기들을 할 수 있을까요?
01:07
What if the genetic유전적인 alphabet알파벳
had more letters편지?
19
55280
2160
만약에 유전자 글자가
더 많았다면 어땠을까요?
01:11
Would life with more letters편지
be able할 수 있는 to tell different다른 stories이야기,
20
59440
2976
더 많은 글자들로 만들어진 생명체는
어떤 다른 이야기를 만들어 냈을까요.
01:14
maybe even more interesting재미있는 ones그들?
21
62440
2000
아마 더 흥미로운 이야기겠죠?
01:18
In 1999, my lab랩 at the Scripps스크립스
Research연구 Institute학회 in La라 JollaJolla, California캘리포니아
22
66480
3816
1999년에 캘리포니아 라호야에 있는
스크립스 연구소의 저희 연구진은
01:22
started시작한 working일 on this question문제
with the goal골 of creating창조 living생활 organisms유기체
23
70320
3696
이 질문에 대한 연구를 시작했습니다.
6개의 유전자 글자로 구성된 DNA로
살아있는 유기체를 만들고자 했죠.
01:26
with DNADNA made만든 up
of a six-letter여섯 글자 genetic유전적인 alphabet알파벳,
24
74040
3016
01:29
the four사 natural자연스러운 letters편지
plus...을 더한 two additional추가의 new새로운 man-made인공의 letters편지.
25
77080
4480
기존의 네 글자에 인간이 만든
두 글자를 추가하는 것입니다.
01:35
Such이러한 an organism유기체 would be
26
83120
1256
그런 유기체는 최초로 지금까지와는
전혀 다른 형태의 생명체일 것입니다.
01:36
the first radically본래 altered변경된
form형태 of life ever created만들어진.
27
84400
2856
01:39
It would be a semisynthetic반 합성 form형태 of life
28
87280
1936
반(半) 합성 생명체로서
01:41
that stores백화점 more information정보
than life ever has before.
29
89240
3880
지금까지의 생명체보다
더 많은 유전 정보를 갖게 되죠.
01:46
It would be able할 수 있는 to make new새로운 proteins단백질,
30
94120
1856
그러면 새로운 단백질을
만들 수 있습니다.
01:48
proteins단백질 built세워짐 from more
than the 20 normal표준 amino아미노 acids산
31
96000
2736
단백질 생성에 쓰이는 아미노산이
20종이 늘어나게 되어
01:50
that are usually보통 used to build짓다 proteins단백질.
32
98760
1920
새로운 단백질을 생성할 수 있게 되죠.
01:53
What sort종류 of stories이야기 could that life tell?
33
101560
2080
그런 생명체는 어떤 이야기를
전할 수 있을까요?
01:57
With the power힘 of synthetic인조 chemistry화학
and molecular분자 biology생물학
34
105400
2816
합성화학과 분자생물학을 무기로
20년 가까이 연구한 결과,
02:00
and just under아래에 20 years연령 of work,
35
108240
1576
02:01
we created만들어진 bacteria박테리아 with six-letter여섯 글자 DNADNA.
36
109840
2536
우리는 여섯 글자의 DNA를 가진
박테리아를 만들었습니다.
그 과정을 말씀드리죠.
02:04
Let me tell you how we did it.
37
112400
1429
02:06
All you have to remember생각해 내다
from your high높은 school학교 biology생물학
38
114640
2536
고등학교 생물 시간에
배웠던 것을 떠올려보면
네 개의 유전자 글자는 기본적으로
두 개의 쌍을 이룹니다.
02:09
is that the four사 natural자연스러운 letters편지
pair쌍 together함께 to form형태 two base베이스 pairs한 쌍.
39
117200
3496
G는 C와, A는 T와 쌍을 이루죠.
02:12
G pairs한 쌍 with C and A pairs한 쌍 with T,
40
120720
2256
02:15
so to create몹시 떠들어 대다 our new새로운 letters편지,
41
123000
1816
우리는 여기에
새로운 글자를 더하기 위해
02:16
we synthesized합성 된 hundreds수백 of new새로운 candidates후보자,
new새로운 candidate후보자 letters편지,
42
124840
3536
수백 가지의 새로운 유전 글자
후보군들을 합성하고
02:20
and examined조사한 their그들의 abilities능력
to selectively선택적으로 pair쌍 with each마다 other.
43
128400
3048
어떤 것들이 서로 쌍을
이룰 수 있는지 평가했습니다.
그리고 연구 15년 만에
02:23
And after about 15 years연령 of work,
44
131472
1704
02:25
we found녹이다 two that paired쌍을 이루는
together함께 really well,
45
133200
2576
매우 잘 맞는 쌍을 이루는
두 개의 글자를 찾았습니다.
02:27
at least가장 작은 in a test테스트 tube튜브.
46
135800
1696
최소한 시험관 안에서는 말이죠.
02:29
They have complicated복잡한 names이름,
47
137520
1696
그 글자들은 사실 복잡한 이름이지만
쉽게 X와 Y로 부르기로 했습니다.
02:31
but let's just call them X and Y.
48
139240
1620
02:33
The next다음 것 thing we needed필요한 to do
was find a way to get X and Y into cells세포들,
49
141960
3416
다음으로 할 일은 X와 Y를 세포 안에
넣는 방법을 찾는 것이었습니다.
결국 유사한 기능을 하는
단백질을 해조류에서 찾아냈고
02:37
and eventually결국 we found녹이다 that a protein단백질
that does something similar비슷한 in algae조류
50
145400
3536
우리 박테리아에 적용했죠.
02:40
worked일한 in our bacteria박테리아.
51
148960
1376
이제 마지막으로 할 일은
02:42
So the final결정적인 thing that we needed필요한 to do
was to show보여 주다 that with X and Y provided제공된,
52
150360
4496
X, Y가 투입되었음을
증명하는 것이었습니다.
02:46
cells세포들 could grow자라다 and divide분할
and hold보류 on to X and Y in their그들의 DNADNA.
53
154880
3520
세포가 자라고, 분열하면서 X와 Y를
DNA에 가지고 있어야 했죠.
02:51
Everything we had done끝난 up to then
took~했다 longer더 길게 than I had hoped희망을 품은 --
54
159880
3096
여기에 이르기까지 제 예상보다
시간이 꽤 오래 걸렸습니다.
사실 저는 매우 인내심이
없는 사람이거든요.
02:55
I am actually사실은 a really impatient참을성없는 person사람 --
55
163000
2016
그러나 가장 중요한 단계에서는
생각보다 빠르게 진행되었습니다.
02:57
but this, the most가장 important중대한 step단계,
worked일한 faster더 빠른 than I dreamed꿈꾸는,
56
165040
3800
03:01
basically원래 immediately바로.
57
169840
1200
정말 빨랐죠.
03:04
On a weekend주말 in 2014,
58
172640
2216
2014년의 어느 주말에
03:06
a graduate졸업하다 student학생 in my lab랩
grew자랐다 bacteria박테리아 with six-letter여섯 글자 DNADNA.
59
174880
3080
제 연구실의 한 대학원생이 여섯 글자
DNA로 박테리아를 만들었습니다.
03:10
Let me take the opportunity기회
to introduce끼워 넣다 you to them right now.
60
178800
2976
이 자리에서 그걸 보여드리려고 합니다.
이것은 그 박테리아의 실제 사진인데요.
03:13
This is an actual실제의 picture그림 of them.
61
181800
1640
03:16
These are the first
semisynthetic반 합성 organisms유기체.
62
184880
2440
최초의 반합성 유기체입니다.
여섯 글자 DNA를 가진 박테리아죠.
정말 멋지지 않습니까?
03:21
So bacteria박테리아 with six-letter여섯 글자 DNADNA,
that's really cool시원한, right?
63
189480
2776
03:24
Well, maybe some of you
are still wondering궁금해하는 why.
64
192280
2440
음, 아마도 몇몇 분들은
여전히 궁금하실 텐데요.
03:27
So let me tell you a little bit비트 more
about some of our motivations동기,
65
195680
3176
저희가 왜 이것을 만들었는지
좀 더 말씀드리겠습니다.
개념과 실용성
두 가지 측면에서요.
03:30
both양자 모두 conceptual개념적 and practical실용적인.
66
198880
1936
03:32
Conceptually개념적, people have
thought about life, what it is,
67
200840
2696
개념 측면에서, 사람들은
생명에 대해 생각해왔습니다.
생명이란 무엇이며,
죽어있는 것과 어떻게 다른지
03:35
what makes~을 만든다 it different다른
from things that are not alive살아 있는,
68
203560
2616
사람들은 늘 생각해왔죠.
03:38
since이후 people have had thoughts생각들.
69
206200
1656
03:39
Many많은 have interpreted해석 된
life as being존재 perfect완전한,
70
207880
2296
많은 사람들은 생명체를
완벽한 존재라 생각하고
이를 창조주가 있다는
증거로 여겼습니다.
03:42
and this was taken취한
as evidence증거 of a creator창조자.
71
210200
2496
03:44
Living생활 things are different다른
because a god breathed호흡 한 life into them.
72
212720
3656
살아있는 이유는 신이 생기를
불어넣었기 때문이라는 거죠.
03:48
Others기타 have sought찾은
a more scientific과학적 explanation설명,
73
216400
2336
과학적인 설명을 원하는
사람들도 있었지만
03:50
but I think it's fair공정한 to say
74
218760
1376
그들 또한 생명체를 이루는 분자를
특별하게 여겼다고 할 수 있습니다.
03:52
that they still consider중히 여기다
the molecules분자 of life to be special특별한.
75
220160
2896
말하자면, 수십억 년 동안
진화를 거쳐 최적화되었으니까요.
03:55
I mean, evolution진화 has been optimizing최적화 them
for billions수십억 of years연령, right?
76
223080
3416
여러분의 관점이 무엇이든
03:58
Whatever도대체 무엇이 perspective원근법 you take,
it would seem보다 pretty예쁜 impossible불가능한
77
226520
2936
화학자들이 가담해서 새로운 부분을
만드는 건 불가능해 보일 것입니다.
04:01
for chemists화학자 to come in
and build짓다 new새로운 parts부분품
78
229480
2016
자연적인 생명체 분자 내에서
어울려 기능하면서도
04:03
that function기능 within이내에 and alongside나란히
the natural자연스러운 molecules분자 of life
79
231520
3016
다른 것에 전혀 피해를
주지 않는 건 불가능해보였죠.
04:06
without없이 somehow어쩐지
really screwing나사못으로 죄다 everything up.
80
234560
2360
04:10
But just how perfectly아주
created만들어진 or evolved진화 된 are we?
81
238400
3056
그럼 우리는 어떻게 완벽하게
창조되고 진화되었을까요?
04:13
Just how special특별한
are the molecules분자 of life?
82
241480
2240
생물 분자는 대체
얼마나 중요힌 걸까요?
지금까지는 심지어 이런 질문
자체가 불가능했습니다.
04:16
These questions질문들 have been
impossible불가능한 to even ask청하다,
83
244640
2336
비교할 다른 생물이 없었기 때문이죠.
04:19
because we've우리는 had nothing
to compare비교 life to.
84
247000
2120
04:22
Now for the first time, our work suggests제안
85
250000
1976
그런데 이제 처음으로
저희 연구는 이렇게 말합니다.
어쩌면 생명체의 분자가 그리
특별한 게 아닐 거라고 말이죠.
04:24
that maybe the molecules분자 of life
aren't있지 않다. that special특별한.
86
252000
2696
04:26
Maybe life as we know it
isn't the only way it could be.
87
254720
3040
어쩌면 우리가 아는 생명체는
유일무이한 것이 아닐지도 모릅니다.
04:30
Maybe we're not the only solution해결책,
maybe not even the best베스트 solution해결책,
88
258920
3216
우리가 유일한 답이 아닐지도 모르고
최선책은 더욱 아닐지 모릅니다.
그저 여러 해결책들 중 하나일 뿐이죠.
04:34
just a solution해결책.
89
262160
1440
04:37
These questions질문들 address주소
fundamental기본적인 issues문제 about life,
90
265600
2576
이러한 질문들은 생명체에 대한
기본적인 문제를 다룹니다.
하지만 다소 난해할지도 모르죠.
04:40
but maybe they seem보다 a little esoteric비전의.
91
268200
1856
그럼 실질적 측면의 동기는 무엇일까요?
04:42
So what about practical실용적인 motivations동기?
92
270080
1736
음, 우리는 새로운 이야기를
찾고 싶었습니다.
04:43
Well, we want to explore탐험하다
what sort종류 of new새로운 stories이야기
93
271840
2776
더 많은 어휘를 구사하는 생명체가
들려줄 이야기 말이죠.
04:46
life with an expanded퍼지는
vocabulary어휘 could tell,
94
274640
2096
04:48
and remember생각해 내다, stories이야기 here
are the proteins단백질 that a cell세포 produces생산하다
95
276760
3216
여기서 말하는 이야기란
세포가 만들어내는 단백질과
그들이 가진 기능을 의미합니다.
04:52
and the functions기능들 they have.
96
280000
1376
뭔가 새로운 기능을 하는
새로운 종류의 단백질을
04:53
So what sort종류 of new새로운 proteins단백질
with new새로운 types유형 of functions기능들
97
281400
3096
반합성 유기체로 만들고
심지어 활용할 수 있을까요?
04:56
could our semisynthetic반 합성 organisms유기체
make and maybe even use?
98
284520
3656
음, 몇 가지 생각해둔 것은 있습니다.
05:00
Well, we have a couple두 of things in mind마음.
99
288200
1960
우선은 우리를 위해 필요로 하는
단백질을 만드는 세포를 얻는 것입니다.
05:03
The first is to get the cells세포들
to make proteins단백질 for us, for our use.
100
291240
4576
05:07
Proteins단백질 are being존재 used today오늘
101
295840
1416
현재 단백질은 다양한 영역에서
활용 범위를 넓히고 있습니다.
05:09
for an increasingly더욱 더 broad넓은
range범위 of different다른 applications응용 프로그램,
102
297280
2736
군인들을 부상으로부터
보호하는 물질에서부터
05:12
from materials기재 that protect보호
soldiers병사들 from injury해
103
300040
2256
05:14
to devices장치들 that detect탐지하다
dangerous위험한 compounds화합물,
104
302320
2216
위험 물질을 탐지하는
장치에까지 사용되고 있죠.
05:16
but at least가장 작은 to me,
105
304560
1336
하지만 적어도 저에게는
05:17
the most가장 exciting흥미 진진한 application신청
is protein단백질 drugs약제.
106
305920
2400
단백질 약제로서의 활용이
가장 흥미로운 부분입니다.
비교적 새로운 것임에도 불구하고
05:21
Despite무례 being존재 relatively상대적으로 new새로운,
107
309160
1416
단백질 의약품은 이미
의학계의 혁신을 불러왔습니다.
05:22
protein단백질 drugs약제 have already이미
revolutionized혁명적 인 medicine의학,
108
310600
2416
예를 들어, 인슐린도 단백질이죠.
05:25
and, for example예, insulin인슐린 is a protein단백질.
109
313040
2696
여러분이 아마 들어보셨을텐데요.
05:27
You've probably아마 heard들었던 of it,
and it's manufactured제조 한 as a drug약
110
315760
2856
약품으로 개발된 인슐린 덕분에
당뇨병 치료법이 완전히 바뀌었습니다.
05:30
that has completely완전히 changed변경된
how we treat턱 diabetes당뇨병.
111
318640
2656
05:33
But the problem문제 is that proteins단백질
are really hard단단한 to make
112
321320
2976
그런데 문제는 단백질 합성이
굉장히 어렵다는 점입니다.
05:36
and the only practical실용적인 way to get them
is to get cells세포들 to make them for you.
113
324320
3600
단백질을 합성하는 가장 확실한 방법은
몸 안의 세포가 직접 만드는 것입니다.
05:40
So of course코스, with natural자연스러운 cells세포들,
114
328880
1696
물론, 자연적인 세포는
05:42
you can only get them to make
proteins단백질 with the natural자연스러운 amino아미노 acids산,
115
330600
3496
자연적인 아미노산으로
단백질을 만들 수 있습니다.
05:46
and so the properties속성들
those proteins단백질 can have,
116
334120
2216
그렇게 만들어진 단백질의 특성과
05:48
the applications응용 프로그램
they could be developed개발 된 for,
117
336360
2496
그것이 어떻게 쓰일지는
그 단백질을 구성하는
아미노산에 의해 결정됩니다.
05:50
must절대로 필요한 것 be limited제한된 by the nature자연
of those amino아미노 acids산
118
338880
2496
05:53
that the protein's단백질의 built세워짐 from.
119
341400
1496
자 이걸 한번 보세요.
05:54
So here they are,
120
342920
1216
05:56
the 20 normal표준 amino아미노 acids산 that are
strung중독 된 together함께 to make a protein단백질,
121
344160
3256
단백질을 구성하는 20 종의
정상 아미노산들입니다.
생긴 모양이 서로 그리 다르지 않죠.
05:59
and I think you can see,
they're not that different-looking다르게 보이는.
122
347440
2856
기능도 서로 크게 다르지 않습니다.
06:02
They don't bring가져오다
that many많은 different다른 functions기능들.
123
350320
2216
각각의 역할이 크게 다르지 않죠.
06:04
They don't make that many많은
different다른 functions기능들 available유효한.
124
352560
2656
화학자들이 약제 합성에 쓰는
작은 분자들과 비교해볼까요.
06:07
Compare비교 that with the small작은 molecules분자
that synthetic인조 chemists화학자 make as drugs약제.
125
355240
3576
자, 단백질보다 훨씬 단순하죠?
06:10
Now, they're much simpler더 단순한 than proteins단백질,
126
358840
1936
하지만 훨씬 더 다양한 것들로부터
반복적으로 만들어집니다.
06:12
but they're routinely일상적으로 built세워짐 from
a much broader더 넓은 range범위 of diverse다양한 things.
127
360800
3416
분자의 세부 구조는 신경쓰지 마세요.
06:16
Don't worry걱정 about the molecular분자 details세부,
128
364240
1936
분자들이 서로 얼마나
다른지만 보시면 됩니다.
06:18
but I think you can see
how different다른 they are.
129
366200
2216
사실, 그 분자들의 차이점은
06:20
And in fact것, it's their그들의 differences차이점들
that make them great drugs약제
130
368440
2936
다양한 질병들을 다룰 수 있는
좋은 약을 만들 수 있다는 것입니다.
06:23
to treat턱 different다른 diseases질병.
131
371400
1376
06:24
So it's really provocative성나게 하는 to wonder경이
what sort종류 of new새로운 protein단백질 drugs약제
132
372800
4176
이 점이 정말 호기심을 자극합니다.
어떤 새로운 종류의 단백질 약제를
만들 수 있을지 궁금해지는 거죠.
06:29
you could develop나타나게 하다 if you could build짓다
proteins단백질 from more diverse다양한 things.
133
377000
3360
더 다양한 분자들로 단백질을
구성할 수 있게 된다면요.
그럼 우리의 반합성 유기체를 통해서
06:33
So can we get our semisynthetic반 합성 organism유기체
134
381840
1936
전과 다른 새로운 아미노산으로
단백질을 합성할 수 있다면
06:35
to make proteins단백질 that include포함
new새로운 and different다른 amino아미노 acids산,
135
383800
3216
06:39
maybe amino아미노 acids산
selected선택된 to confer봉하다 the protein단백질
136
387040
2256
단백질의 아미노산을 선별해서
06:41
with some desired원한 property재산 or function기능?
137
389320
2080
원하는 특징이나 기능을
부여할 수 있겠죠?
06:44
For example예,
138
392640
1256
예를 들어보죠.
06:45
many많은 proteins단백질 just aren't있지 않다. stable안정된
when you inject주입하다 them into people.
139
393920
3136
많은 단백질은 사람한테
안정적으로 주입되지 않고
빠르게 분해되거나 사라집니다.
06:49
They are rapidly빠르게 degraded타락한 or eliminated제거 된,
140
397080
2176
06:51
and this stops정지 them from being존재 drugs약제.
141
399280
1800
그리고 약품으로서 기능하는 것을 막죠.
06:54
What if we could make proteins단백질
with new새로운 amino아미노 acids산
142
402080
2416
만약에 새로운 아미노산으로
단백질을 만들어서
사람들에게 주입할 수 있고
06:56
with things attached붙여진 to them
143
404520
1816
06:58
that protect보호 them from their그들의 environment환경,
144
406360
1976
그런 상황을 막을 수 있다면
07:00
that protect보호 them
from being존재 degraded타락한 or eliminated제거 된,
145
408360
3176
다시 말해, 분해되거나
사라지는 것을 막을 수 있다면
07:03
so that they could be better drugs약제?
146
411560
1680
단백질이 더 좋은 약이
될 수 있을까요?
07:07
Could we make proteins단백질
with little fingers손가락 attached붙여진
147
415560
2416
아니면 단백질에 작은 손가락을 달아서
다른 분자들을 붙잡게 하면 어떨까요?
07:10
that specifically구체적으로
grab그랩 on to other molecules분자?
148
418000
2480
07:13
Many많은 small작은 molecules분자
failed실패한 during...동안 development개발 as drugs약제
149
421480
2736
많은 작은 분자들을 약품으로
개발되는 데 실패했습니다.
07:16
because they just weren't하지 않았다
specific특유한 enough충분히 to find their그들의 target목표
150
424240
2936
왜냐하면 충분치 않은 양으로
인간의 복잡한 몸 속에서
목표물을 찾기 어렵기 때문이죠.
07:19
in the complex복잡한 environment환경
of the human인간의 body신체.
151
427200
2136
그렇다면 이런 분자들로
새로운 아미노산에 포함시키고
07:21
So could we take those molecules분자
and make them parts부분품 of new새로운 amino아미노 acids산
152
429360
3616
그것이 단백질로 바뀌게 되면
07:25
that, when incorporated통합 된 into a protein단백질,
153
433000
2776
07:27
are guided안내받은 by that protein단백질
to their그들의 target목표?
154
435800
2360
단백질이 치료 목표까지
유도할 수 있지 않을까요?
저는 Synthorx라고 불리는
생명공학 회사를 차렸습니다.
07:32
I started시작한 a biotech생명 공학 company회사
called전화 한 SynthorxSynthorx.
155
440040
2176
07:34
SynthorxSynthorx stands스탠드 for synthetic인조 organism유기체
156
442240
2616
Synthorx는 끝에 X를 더한
반합성 유기체를 의미합니다.
07:36
with an X added추가 된 at the end종료 because
that's what you do with biotech생명 공학 companies회사들.
157
444880
3656
그게 그 생명공학 회사가
하는 일이거든요.
(웃음)
07:40
(Laughter웃음)
158
448560
1416
Synthorx는 제 연구실과
긴밀하게 협업했습니다.
07:42
SynthorxSynthorx is working일 closely면밀히 with my lab랩,
159
450000
2016
07:44
and they're interested관심있는 in a protein단백질
that recognizes인정하다 a certain어떤 receptor수용체
160
452040
4336
인간 세포의 표면에서
특정 수용기를 인식하는
07:48
on the surface표면 of human인간의 cells세포들.
161
456400
1696
단백질에 흥미를 보였습니다.
07:50
But the problem문제 is that it also또한 recognizes인정하다
162
458120
2456
하지만 문제가 있었어요.
그 단백질이 세포면의
다른 수용기와 결합하면
07:52
another다른 receptor수용체 on the surface표면
of those same같은 cells세포들,
163
460600
2696
독성을 보인다는 것이었습니다.
07:55
and that makes~을 만든다 it toxic유독 한.
164
463320
1640
그래서 우리는 변형된 단백질을
만들어야 했습니다.
07:57
So could we produce생기게 하다
a variant다른 of that protein단백질
165
465800
2136
두 번째의 나쁜 수용기에
반응하는 부분을 보호하기 위해
07:59
where the part부품 that interacts상호 작용하다
with that second둘째 bad나쁜 receptor수용체 is shielded차폐 된,
166
467960
4336
커다란 우산 같은
무언가로 막아야 했죠.
08:04
blocked막힌 by something like a big큰 umbrella우산
167
472320
1936
08:06
so that the protein단백질 only interacts상호 작용하다
with that first good receptor수용체?
168
474280
3080
그래야 단백질이 첫 번째의
좋은 수용기에만 반응할 테니까요.
08:10
Doing that would be really difficult어려운
169
478520
1736
그건 매우 어려운 일이고
정상적인 아미노산으로는
불가능한 일입니다.
08:12
or impossible불가능한 to do
with the normal표준 amino아미노 acids산,
170
480280
2256
하지만 그런 목적으로 설계된
아미노산은 얘기가 다르죠.
08:14
but not with amino아미노 acids산 that are
specifically구체적으로 designed디자인 된 for that purpose목적.
171
482560
3440
08:20
So getting점점 our semisynthetic반 합성 cells세포들
to act행위 as little factories공장
172
488520
3176
그래서 우리는 반합성 세포를 이용해
더 나은 단백질 약물을 생산하는
작은 공장으로 삼았습니다.
08:23
to produce생기게 하다 better protein단백질 drugs약제
173
491720
1496
08:25
isn't the only potentially잠재적으로
really interesting재미있는 application신청,
174
493240
2736
흥미로운 활용법은 이뿐만 아닙니다.
왜나하면, 단백질은 세포가
자기 일을 하도록 하기 때문이죠.
08:28
because remember생각해 내다, it's the proteins단백질
that allow허용하다 cells세포들 to do what they do.
175
496000
3400
08:32
So if we have cells세포들 that make
new새로운 proteins단백질 with new새로운 functions기능들,
176
500320
3296
만약 새로운 기능의 단백질을
만드는 세포가 있다면
08:35
could we get them to do things
that natural자연스러운 cells세포들 can't do?
177
503640
3576
자연적인 세포가 할 수 없는 일을
하도록 만들 수 있지 않을까요?
08:39
For example예, could we develop나타나게 하다
semisynthetic반 합성 organisms유기체
178
507240
2776
예를 들어, 우리가 개발한
반합성 유기체가
08:42
that when injected주입 된 into a person사람,
seek목표물 탐색 out cancer암 cells세포들
179
510040
4136
사람 몸 속에 주입되어
암세포를 찾도록 하면 어떨까요?
08:46
and only when they find them,
secrete분비하다 a toxic유독 한 protein단백질 that kills살인 them?
180
514200
3320
그리고 암세포를 찾았을 때만
숨겨진 독소로 암세포를
죽일 수 있지 않을까요?
08:50
Could we create몹시 떠들어 대다 bacteria박테리아
that eat먹다 different다른 kinds종류 of oil기름,
181
518400
2936
여러 종류의 기름을 먹는
박테리아를 만들면 어떨까요?
그러면 유출된 기름을
청소할 수 있지 않을까요?
08:53
maybe to clean깨끗한 up an oil기름 spill엎지르다?
182
521360
1896
08:55
These are just a couple두
of the types유형 of stories이야기
183
523280
2216
이 이야기들은 단지
몇 가지 사례일 뿐입니다.
생명체가 더 많은 어휘를 갖게 되면
우리에게 들려줄 이야기들이죠.
08:57
that we're going to see if life
with an expanded퍼지는 vocabulary어휘 can tell.
184
525520
3256
어떤가요. 멋지지 않나요?
09:00
So, sounds소리 great, right?
185
528800
1496
09:02
Injecting주입 semisynthetic반 합성
organisms유기체 into people,
186
530320
2896
반합성 유기체를
사람 몸 속에 주입하거나
박테리아 수백만 리터를 바다나
좋아하는 해변에 쏟아버린다고요?
09:05
dumping덤핑 millions수백만 and millions수백만 of gallons갤런
of our bacteria박테리아 into the ocean대양
187
533240
3376
09:08
or out on your favorite특히 잘하는 beach바닷가?
188
536640
1496
09:10
Oh, wait a minute분,
actually사실은 it sounds소리 really scary무서운.
189
538160
2456
이런, 잠깐만요.
사실 좀 무서운데요.
09:12
This dinosaur공룡 is really scary무서운.
190
540640
2000
이 공룡은 매우 무섭습니다.
09:16
But here's여기에 the catch잡기:
191
544480
1776
그런데 문제가 있습니다.
09:18
our semisynthetic반 합성 organisms유기체
in order주문 to survive생존하다,
192
546280
3576
우리의 반합성 유기체가
생존할 수 있으려면
09:21
need to be fed먹이는 the chemical화학 물질
precursors전구 물질 of X and Y.
193
549880
2920
X와 Y에게 화학적 전구체가
먹이로 공급되어야 합니다.
09:25
X and Y are completely완전히 different다른
than anything that exists존재하다 in nature자연.
194
553800
3480
X와 Y는 자연에 존재하는
그 어떤 것과도 완전히 다릅니다.
09:30
Cells셀 just don't have them
or the ability능력 to make them.
195
558160
2600
세포는 그런 걸 갖고 있지도 않고
만들 능력도 없습니다.
09:33
So when we prepare준비하다 them,
196
561600
1256
우리가 그 유기체를 만들고
통제된 실험실 환경에서 키울 때는
09:34
when we grow자라다 them up
in the controlled통제 된 environment환경 of the lab랩,
197
562880
2936
인공적인 먹이를
실컷 먹일 수 있습니다.
09:37
we can feed먹이 them
lots of the unnatural부 자연스러운 food식품.
198
565840
2096
그런데 사람이나 해변에
그 박테리아를 투입할 때는
09:39
Then, when we deploy전개하다 them
in a person사람 or out on a beach바닷가
199
567960
3336
그런 특별한 먹이를
더는 구할 수 없습니다.
09:43
where they no longer더 길게
have access접속하다 that special특별한 food식품,
200
571320
2696
그들은 잠시 동안만 성장하고,
짧은 시간만 생존할 수 있죠.
09:46
they can grow자라다 for a little bit비트,
they can survive생존하다 for a little,
201
574040
3096
09:49
maybe just long enough충분히
to perform행하다 some intended예정된 function기능,
202
577160
3496
의도된 기능을 수행하기에는
충분히 긴 시간이겠지만요.
09:52
but then they start스타트
to run운영 out of the food식품.
203
580680
2136
하지만 먹이가 떨어지기 시작하면
그들은 굶기 시작합니다.
09:54
They start스타트 to starve굶어 죽다.
204
582840
1336
09:56
They starve굶어 죽다 to death죽음
and they just disappear사라지다.
205
584200
2120
굶어 죽고, 사라질 것입니다.
09:59
So not only could we get life
to tell new새로운 stories이야기,
206
587480
2416
이제 새로운 이야기를 들려줄
생명체를 만드는 일뿐만 아니라
10:01
we get to tell life when and where
to tell those stories이야기.
207
589920
3000
그 이야기를 언제 어디애서
해야 할지도 알려줄 수 있는 것이죠.
10:07
At the beginning처음 of this talk
I told you that we reported보고 된 in 2014
208
595080
3536
강연을 시작할 때, 저희 연구 결과를
2014년에 발표했다고 말씀드렸는데요.
10:10
the creation창조 of semisynthetic반 합성 organisms유기체
that store저장 more information정보,
209
598640
3216
반합성 유기체의 생성과
더 많은 정보를 저장하는
10:13
X and Y, in their그들의 DNADNA.
210
601880
2096
X와 Y, 그 DNA에 대해서 말이죠.
하지만 말씀드렸듯이 연구 동기는
10:16
But all the motivations동기
that we just talked말한 about
211
604000
2456
10:18
require요구하다 cells세포들 to use X and Y
to make proteins단백질,
212
606480
2456
X와 Y로 단백질을 만들
세포가 필요했기 때문입니다.
10:20
so we started시작한 working일 on that.
213
608960
1680
그래서 연구를 시작했던 것이죠.
몇 년 뒤에 저희는 X와 Y가 포함된
DNA를 가진 세포를 공개했고
10:23
Within이내에 a couple두 years연령, we showed보여 주었다
that the cells세포들 could take DNADNA with X and Y
214
611600
3696
10:27
and copy부 it into RNARNA,
the working일 copy부 of DNADNA.
215
615320
2840
RNA로 그 DNA를
복제하기도 했습니다.
10:31
And late늦은 last year년,
216
619560
1816
그리고 작년 말에는
10:33
we showed보여 주었다 that they could then
use X and Y to make proteins단백질.
217
621400
3136
그 세포가 X와 Y를 이용해
단백질을 만들었음을 공개했습니다.
10:36
Here they are, the stars별 of the show보여 주다,
218
624560
2656
이제, 이 강연의 주인공을 소개합니다.
10:39
the first fully-functional완전 한 기능
semisynthetic반 합성 organisms유기체.
219
627240
3480
완전한 기능을 하는
최초의 반합성 유기체입니다.
10:43
(Applause박수 갈채)
220
631560
4640
(박수)
10:50
These cells세포들 are green녹색 because
they're making만들기 a protein단백질 that glows빛나다 green녹색.
221
638040
3496
이 세포들이 초록색인 이유는
초록색의 단백질을 만들기 때문입니다.
사실 해파리에게서 얻을 수 있는
이미 잘 알려진 단백질인데요.
10:53
It's a pretty예쁜 famous유명한 protein단백질,
actually사실은, from jellyfish해파리
222
641560
2536
많은 사람들이 자연적인 형태로
사용하고 있습니다.
10:56
that a lot of people use
in its natural자연스러운 form형태
223
644120
2096
왜냐하면 합성된 단백질을
확인하기 쉽기 때문입니다.
10:58
because it's easy쉬운 to see that you made만든 it.
224
646240
2040
11:01
But within이내에 every...마다 one of these proteins단백질,
225
649280
1896
하지만 이 단백질 안에는
자연계의 단백질에는 없는
새로운 아미노산이 들어있습니다.
11:03
there's a new새로운 amino아미노 acid산 that
natural자연스러운 life can't build짓다 proteins단백질 with.
226
651200
3760
11:09
Every마다 living생활 cell세포, every...마다 living생활 cell세포 ever,
227
657160
3840
모든 살아있는 세포들,
지금까지의 모든 세포들은
11:14
has made만든 every...마다 one of its proteins단백질
228
662160
2376
4개의 유전자 철자를 사용하여
단백질을 만들 수 있었습니다.
11:16
using~을 사용하여 a four-letter네 글자 genetic유전적인 alphabet알파벳.
229
664560
2040
11:19
These cells세포들 are living생활 and growing성장하는
and making만들기 protein단백질
230
667720
4136
이 세포들은 살아서 성장하고,
6개의 철자로 단백질을 만듭니다.
11:23
with a six-letter여섯 글자 alphabet알파벳.
231
671880
1896
이것은 새로운 형태의 생명체입니다.
11:25
These are a new새로운 form형태 of life.
232
673800
1400
11:28
This is a semisynthetic반 합성 form형태 of life.
233
676360
2160
반합성 형태의 생명체죠.
11:31
So what about the future미래?
234
679840
1776
그럼 미래에는 어떻게 될까요?
11:33
My lab랩 is already이미 working일 on expanding팽창하는
the genetic유전적인 alphabet알파벳 of other cells세포들,
235
681640
3576
저희는 다른 세포의 유전자 철자를
확장하는 연구를 이미 시작했습니다.
인간 세포를 포함해서 말이죠.
11:37
including포함 human인간의 cells세포들,
236
685240
1216
그리고 더 복잡한 유기체에 대한
연구를 준비하고 있습니다.
11:38
and we're getting점점 ready준비된 to start스타트 working일
on more complex복잡한 organisms유기체.
237
686480
3656
11:42
Think semisynthetic반 합성 worms회충.
238
690160
1800
반합성 기생충 같은 것 말이죠.
11:45
The last thing I want to say to you,
239
693360
1736
끝으로 드릴 말씀은
가장 중요한 것이기도 한데요.
11:47
the most가장 important중대한 thing
that I want to say to you,
240
695120
2416
11:49
is that the time
of semisynthetic반 합성 life is here.
241
697560
2360
바로 반합성 생명체의 시대가
찾아왔다는 것입니다.
감사합니다.
11:52
Thank you.
242
700760
1256
(박수)
11:54
(Applause박수 갈채)
243
702040
4680
12:05
Chris크리스 Anderson앤더슨: I mean,
Floyd플로이드, this is so remarkable주목할 만한.
244
713480
2496
크리스 앤더슨(CA) :
정말 놀라운 일이네요.
여쭤볼 것이 있는데요.
12:08
I just wanted to ask청하다 you,
245
716000
2736
12:10
what are the implications의미 of your work
246
718760
2496
당신의 연구 결과가
어떤 영향을 미치게 될까요/.
12:13
for how we should think
about the possibilities가능성 for life,
247
721280
3856
생명체의 가능성에 대한
우리의 상상력에 대해서요.
12:17
like, in the universe우주, elsewhere다른 곳에?
248
725160
2256
우주에서든지, 어디서든지요.
대부분의 생명체의 바탕에는
12:19
It just seems~ 같다 like so much of life,
or so much of our assumptions가정 are based기반
249
727440
4136
생명체는 DNA에서 비롯된다는
가정이 깔려 있다고 생각되는데요.
12:23
on the fact것 that of course코스,
it's got to be DNADNA,
250
731600
2856
자가복제하는 분자의 확률 공간이
DNA 보다 훨씬 클 수가 있나요?
12:26
but is the possibility가능성 space공간
of self-replicating자기 복제 molecules분자
251
734480
4256
12:30
much bigger더 큰 than DNADNA,
even just DNADNA with six육 letters편지?
252
738760
3096
6 글자로 된 DNA라고 하더라도요.
12:33
Floyd플로이드 RomesbergRomesberg:
Absolutely전혀, I think that's right,
253
741880
2376
플로이드 롬스버그(FR) :
물론, 맞는 말씀입니다.
저희 연구로 알 수 있는 것은,
제가 말씀드린대로
12:36
and I think what our work has shown표시된,
254
744280
1736
12:38
as I mentioned말하는, is that
there's been always this prejudice편견
255
746040
3696
일종의 선입견이 있다고 생각합니다.
12:41
that sort종류 of we're perfect완전한,
256
749760
1376
우리는 완벽하고,
최적의 상태라는 거죠.
12:43
we're optimal최적의, God created만들어진 us this way,
257
751160
2576
신이 우리를 창조했고,
진화를 통해 완성됐다고 말이죠.
12:45
evolution진화 perfected완성 된 us this way.
258
753760
2096
12:47
We've우리는 made만든 molecules분자 that work
right alongside나란히 the natural자연스러운 ones그들,
259
755880
3280
저희는 자연적인 것과 함께
작용하는 분자를 만들었습니다.
12:52
and I think that suggests제안
that any molecules분자
260
760440
3216
화학과 물리학의 기본 법칙을
따르는 분자를 만들었고
12:55
that obey복종하다 the fundamental기본적인 laws법률
of chemistry화학 and physics물리학
261
763680
2656
12:58
and you can optimize최적화하다 them
262
766360
1256
그것을 최적화함으로써
12:59
could do the things that
the natural자연스러운 molecules분자 of life do.
263
767640
2736
자연적인 분자처럼
활용할 수 있습니다.
여기에는 마법 같은 일은
일어나지 않습니다.
13:02
There's nothing magic마법 there.
264
770400
1736
13:04
And I think that it suggests제안
265
772160
1376
저는 생명체가 다양한 방식으로
진화할 거라고 생각해요.
13:05
that life could evolve진화하다
many많은 different다른 ways길,
266
773560
2056
어쩌면 다른 형태의 DNA로
우리 같은 생명체도 나올 수 있고
13:07
maybe similar비슷한 to us
with other types유형 of DNADNA,
267
775640
2856
13:10
maybe things without없이 DNADNA at all.
268
778520
1720
DNA가 없는 것도 있을 수 있겠죠.
13:13
CA캘리포니아 주: I mean, in your mind마음,
269
781120
1256
CA: 그렇다면 생각하시기에..
13:14
how big큰 might힘 that possibility가능성 space공간 be?
270
782400
3336
그 가능성을 얼마나 넗힐 수 있을까요?
우리가 알아낼 수는 있을까요?
13:17
Do we even know? Are most가장 things going
to look something like a DNADNA molecule분자,
271
785760
3656
대부분이 DNA 분자와
비슷한 형태를 띄게 될까요?
아니면 자가 증식하는
전혀 다른 무언가가 있어서
13:21
or something radically본래 different다른
that can still self-reproduce자기 복제하다
272
789440
2936
13:24
and potentially잠재적으로 create몹시 떠들어 대다 living생활 organisms유기체?
273
792400
1936
그것이 생명체를 만들 수 있을까요?
FR: 제 의견은 이렇습니다.
13:26
FRFr: My personal개인적인 opinion의견
is that if we found녹이다 new새로운 life,
274
794360
2496
만약 새로운 생명체를 찾더라도
우리는 그걸 인식하지 못할지도 모릅니다.
13:28
we might힘 not even recognize인정하다 it.
275
796880
2216
CA: 생명체가 살만한 행성을 찾고
13:31
CA캘리포니아 주: So this obsession강박 관념
with the search수색 for Goldilocks미역취 속의 일종 planets행성
276
799120
2936
행성이 최적의 위치에 있고
물이 있어야 한다는 강박관념은
13:34
in exactly정확하게 the right place장소
with water물 and whatever도대체 무엇이,
277
802080
2416
13:36
that's a very parochial좁은
assumption인수, perhaps혹시.
278
804520
2296
아마도 매우 편협한 가정이겠군요.
FR: 의사소통이 되는 대상을
찾는 건 불가능할지도 모르죠.
13:38
FRFr: Well, if you want to find someone어떤 사람
you can talk to, then maybe not,
279
806840
3416
하지만 어떤 생명체든 찾고 싶다면
그것도 좋은 방법이라고 봅니다.
13:42
but I think that if you're just
looking for any form형태 of life,
280
810280
2896
13:45
I think that's right, I think that you're
looking for life under아래에 the light빛 post게시하다.
281
813200
3896
찾기 쉬운 곳에서
찾고 있는 것이니까요.
13:49
CA캘리포니아 주: Thank you for bogglingBoggling all our minds마음.
Thank so much, Floyd플로이드.
282
817120
3336
CA: 놀라운 내용을
전해주셔서 감사합니다.
감사합니다. 플로이드 씨.
13:52
(Applause박수 갈채)
283
820480
2640
(박수)
Translated by Songbin Kim
Reviewed by JY Kang

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ABOUT THE SPEAKER
Floyd E. Romesberg - Chemist, synthetic biologist
Floyd E. Romesberg uses chemistry, biology and physics to study how biomolecules work and to create biomolecules with new forms and functions.

Why you should listen

Floyd E. Romesberg is the director of a talented team of researchers at The Scripps Research Institute who are working to understand how evolution tailors protein function, to develop novel antibiotics and aptamers and to expand on the potential of evolution through the expansion of the genetic alphabet. A chemist by training, Romesberg works beyond the traditional divides between scientific disciplines.

Since the last common ancestor of all life on earth, biological information has been stored in a four-letter alphabet consisting of G, A, T and C. In 1998, Romesberg wondered: Is DNA limited to four letters? The answer is a resounding "No!" Romesberg and his research group have designed, tested and optimized hundreds of unnatural DNA letters, and they have achieved impressive milestones including replication and amplification of six-letter DNA in a test tube; the use of six-letter DNA to produce novel materials; and most recently the creation of semi-synthetic life that stores and retrieves the increased information. The advances led to Romesberg founding Synthorx, Inc., a biotechnology company that uses the expanded genetic alphabet to develop novel protein therapeutics.

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Floyd E. Romesberg | Speaker | TED.com
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